張 蓉
盡管近些年通信骨干網(wǎng)的速率得到了很大提高，但用戶接入網(wǎng)絡(luò)的接入速率始終沒有得到顯著改善。因特網(wǎng)的迅猛發(fā)展進一步擴大了這一差距，“最后一英里”仍然是高速局域網(wǎng)和大容量骨干網(wǎng)之間通信的瓶頸。以光纖為傳輸介質(zhì)的FTTH（光纖到戶）在帶寬方面的巨大優(yōu)勢使它成為未來網(wǎng)絡(luò)接入發(fā)展的最終目標(biāo)。無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）技術(shù)因其節(jié)約線路資源、運維便捷、設(shè)備預(yù)期成本較低等多方面的優(yōu)勢而被認(rèn)為是FTTH的終極解決之道。ATM 無源光網(wǎng)絡(luò)(APON)、以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)和吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)(GPON)是目前PON領(lǐng)域中存在的三種技術(shù)體制。由于當(dāng)前ATM技術(shù)整體發(fā)展受阻，ATM在國內(nèi)逐漸退網(wǎng)，因此APON在國內(nèi)未獲發(fā)展。EPON和GPON誰將主導(dǎo)FTTH大潮成為了當(dāng)前爭論熱點。孤立地從某一方面來比較哪種技術(shù)將成為FTTH的主導(dǎo)既不客觀也沒有現(xiàn)實意義。只有從技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈的成熟度以及是否符合國情的角度出發(fā)才能得到真正正確的答案。
1. 技術(shù)成熟度
1.1 標(biāo)準(zhǔn)成熟度
GPON技術(shù)是FSAN／ITU繼APON以后制定的又一寬帶PON標(biāo)準(zhǔn)。ITU在2003年正式通過并頒布了GPON標(biāo)準(zhǔn)系列中的三個標(biāo)準(zhǔn)：G 984 1．G 984 2和G 984 3。作為一種靈活的吉比特光纖接入網(wǎng)技術(shù)，GPON是以ATM信元和GFP(Generie Framing Procedure，通用成幀規(guī)程)承載多業(yè)務(wù)，支持更高的速率和對稱／非對稱工作方式， 同時還有很強的支持多業(yè)務(wù)和OAM的能力，并且對各種業(yè)務(wù)類型都能提供相應(yīng)的QoS保證。因此，GPON的標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)復(fù)雜，技術(shù)實現(xiàn)難度非常高。
EPON的標(biāo)準(zhǔn)化工作則主要由IEEE的802 3ah即EFM（第一英里以太網(wǎng))工作組來完成，其標(biāo)準(zhǔn)制定基本原則是：盡量在802 3體系結(jié)構(gòu)內(nèi)進行EFON的標(biāo)準(zhǔn)化工作。在與APON類似的結(jié)構(gòu)和G 983的基礎(chǔ)上，以Ethernet技術(shù)代替ATM技術(shù)作為數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，構(gòu)成一個可以提供更大帶寬，更低成本和更強業(yè)務(wù)能力的結(jié)合體。
GPON與EPON都是干兆比特級的PON系統(tǒng)，與EPON力求簡單的原則相比，GPON更注重多業(yè)務(wù)和QoS保證，因此易受運營商的青睞。但從實際情況來看，由于GPON標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜且開發(fā)較晚，技術(shù)尚不成熟，在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，要想以可以接受的成本來實現(xiàn)完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求的設(shè)備很困難。而EPON由于標(biāo)準(zhǔn)較為寬松和技術(shù)實現(xiàn)較為簡單，又繼承了以太網(wǎng)技術(shù)的大量優(yōu)點，在當(dāng)前具有很強的現(xiàn)實發(fā)展意義。
1.2核心芯片和光收發(fā)模塊
核心芯片和光收發(fā)模塊一直是PON系統(tǒng)的技術(shù)核心部分。可以說他們是評判PON系統(tǒng)技術(shù)成熟與否的重要標(biāo)準(zhǔn)。目前可提供EPON核心芯片的專業(yè)廠商數(shù)量眾多，常見的有Passave，Teknovus、Centillium、Immenstar、格林威爾等。還在EPON標(biāo)準(zhǔn)討論之時，就已有廠家開始EPON核心芯片的設(shè)計和驗證，當(dāng)802．3ah標(biāo)準(zhǔn)正式頒布時，大部分廠家甚至推出了和標(biāo)準(zhǔn)完全兼容的第二代EPON芯片。如今EPON的核心芯片已經(jīng)發(fā)展到第三代SoC(system on chip)階段，在它上面集成了多端口標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的MAC和PHY、SRAM、CPU以及PON專用的SerDes。以這種芯片為核心，只需增加少數(shù)的外圍器件(如模塊和接口電路)就可以構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)，因此可以迅速支持EPON系統(tǒng)的大規(guī)模部署。而對于GPON而言，由于技術(shù)復(fù)雜，除GPON設(shè)備廠商自主設(shè)計的GPON芯片外，目前還沒有專業(yè)的芯片廠商推出商用GPON核心芯片。EPON光收發(fā)模塊技術(shù)發(fā)展也已經(jīng)較為成熟，核心TC控制模塊已經(jīng)規(guī)模生產(chǎn)(ASIC化)，而GPON系統(tǒng)的相應(yīng)核心模塊還不太成熟，其核心TG控制模塊目前僅處于FPGA階段，還難于實現(xiàn)規(guī)模商用。
1.3 業(yè)務(wù)能力和QoS
目前業(yè)界對EPON技術(shù)的疑慮主要集中在其對傳統(tǒng)TDM業(yè)務(wù)的實現(xiàn)以及如何在EPON系統(tǒng)上保證不同業(yè)務(wù)的QoS這兩方面，而從實際情況來看這些擔(dān)心似乎顯得有些多余。為了確保EPON系統(tǒng)的多業(yè)務(wù)傳送能力，EPON設(shè)備廠商采用了TDM over Ethernet技術(shù)來實現(xiàn)EPON系統(tǒng)上的TDM業(yè)務(wù)傳輸，從多次試驗測試結(jié)果來看，其性能完全滿足1.5ms時延等指標(biāo)要求。EPON還定義了多個優(yōu)先級隊列，采用基于LLID的動態(tài)帶寬分配算法，根據(jù)不同時刻的流量特性結(jié)合用戶服務(wù)水平協(xié)議（SLA）來實現(xiàn)不同優(yōu)先級隊列帶寬的有效分配。從而保證不同業(yè)務(wù)的QoS。
GPON由于其設(shè)計的TC子層結(jié)構(gòu)和ATM 封裝方式，并采用了l25us的幀長及定時機制，能夠較好地支持TDM 業(yè)務(wù)和提供更好的QoS，但隨著電信網(wǎng)的IP化，下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）的到來，其多業(yè)務(wù)支持能力的優(yōu)勢將很可能無用武之處。在如何保證業(yè)務(wù)的QoS方面，EPON和GPON的實現(xiàn)機理本質(zhì)上也是一樣的。
1.4 成本和國情
雖然FTTH在20年前就被提出來，但FTTH的大部分設(shè)想到現(xiàn)在仍未實現(xiàn)，關(guān)鍵原因還是成本太高。寬帶接入技術(shù)的應(yīng)用對象是潛在的數(shù)以億計的普通居民用戶，這些用戶在得到高帶寬接入能力的同時，對費用的要求也非常苛刻。價格合理與否是決定FTTH能否大力發(fā)展的重要原因。
PON系統(tǒng)里核心芯片和光收發(fā)模塊的成本在很大程度上決定了整個PON系統(tǒng)的成本。由于EPON的技術(shù)門檻較低，核心芯片的設(shè)計難度較低，不少芯片廠商加入了EPON芯片設(shè)計的競爭。因此第三代EPON芯片并不比前兩代價格高，甚至還有下降的趨勢。而GPON芯片功能復(fù)雜，技術(shù)門檻較高，使得有能力提供GPON芯片的廠商少之又少，芯片價格也一直據(jù)高不下。而且GPON設(shè)備上使用的光收發(fā)模塊技術(shù)要求很高，不僅要滿足嚴(yán)格的突發(fā)同步指標(biāo)，而且同時對ONU發(fā)射機功率和OLT接收機靈敏度有嚴(yán)格要求。其光模塊成本遠(yuǎn)高于EPON。而且目前GPON還沒有專業(yè)的模塊廠商可以提供樣品，無法大規(guī)模量產(chǎn)，因此GPON模塊成本在較長時間內(nèi)無法大幅度降低。
在中國，運營商需要的FTTH技術(shù)應(yīng)具有盡可能低的成本以及良好的帶寬提供能力和多業(yè)務(wù)提供能力，且該技術(shù)成熟可用。光有技術(shù)理論沒有產(chǎn)品支持，那更無疑是空中樓閣。
GPON在標(biāo)準(zhǔn)制定頒布后，目前能夠提供GPON產(chǎn)品的廠家鳳毛麟角（只有Flexlight宣稱有支持GPON的產(chǎn)品推出），而且現(xiàn)有的GPON產(chǎn)品多是針對北美市場的需求，對中國市場沒有做過深入調(diào)查，目前還沒有真正符合中國市場需求GPON產(chǎn)品面世。和GPON相比，EPON成本優(yōu)勢非常明顯，其市場前景也更加明朗。
2 EPON產(chǎn)業(yè)鏈已基本成熟
2.1產(chǎn)品逐步成熟化
由于1EEE的EFON標(biāo)準(zhǔn)化工作比ITU—T的GPON標(biāo)準(zhǔn)化工作開展得早，其802 3標(biāo)準(zhǔn)系列已經(jīng)成為業(yè)界最重要的標(biāo)準(zhǔn)，而且在運營商所一貫關(guān)注的互通性和運維能力方面，EPON也有長足的進步。目前，適合中國運營商要求的互通和OAM方面的規(guī)范已在制訂當(dāng)中。市場上的EPON產(chǎn)品正逐步走向成熟。不少傳統(tǒng)的主流電信設(shè)備廠家如富士康、烽火、UT斯達(dá)康等已進入了EPON領(lǐng)域，并且相繼推出了EPON全套產(chǎn)品。以烽火為例，烽火通信目前已推出全套EPON局端和用戶端設(shè)備AN5000系列，該系列產(chǎn)品在各項技術(shù)指標(biāo)測試以及多個試點工程運用中性能良好、受到了各大運營商和用戶的好評。
2.2 EPON國內(nèi)外發(fā)展形勢一片大好
EPON自誕生之來，其巨大的綜合優(yōu)勢使其得到了迅速的推廣應(yīng)用，國內(nèi)外發(fā)展形勢一片大好。在日本，相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明EPON的部署線數(shù)已經(jīng)超過了200萬之巨，不論是傳統(tǒng)的優(yōu)勢運營商NTT還是新興運營商的代表Yahoo BB都大量采用EPON技術(shù)建設(shè)FTTH網(wǎng)絡(luò)。而韓國也正在積極部署基于EPON的FTTH網(wǎng)絡(luò)。
同時EPON技術(shù)在國內(nèi)也得到了相當(dāng)?shù)恼J(rèn)可。我國從EPON國際標(biāo)準(zhǔn)制定一開始就把EPON列入國家的“863”重大項目，支持烽火和格林威爾等國內(nèi)優(yōu)秀廠家對EPON關(guān)鍵技術(shù)進行攻關(guān)。2004年初完成“863”項目驗收后又投入滾動資金支持優(yōu)秀廠商進行EPON系統(tǒng)的商業(yè)化推廣。而且信息產(chǎn)業(yè)部也將于今年發(fā)布我國關(guān)于EPON的第一部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“接入網(wǎng)技術(shù)要求——基于以太網(wǎng)方式的無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)”，關(guān)于EPON測試的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定也已經(jīng)進入了第二階段（即對征求意見稿的反饋意見的討論及修改征求意見稿的階段）。2004下半年，國內(nèi)一些運營商的先行者就開始部署實施FTTH網(wǎng)絡(luò)，并取得了巨大的成果。在2005一年之中，中國電信和中國網(wǎng)通相繼進行了EPON的設(shè)備測試，測試結(jié)果充分認(rèn)可了EPON技術(shù)的成熟和可行程度。隨后，國內(nèi)涌現(xiàn)出了大量的FTTH工程，基于EPON的FTTH建設(shè)已經(jīng)在如火如荼的展開之中了。
2.3 EPON產(chǎn)業(yè)化已形成良好循環(huán)
國內(nèi)外之所以大規(guī)模采用EPON部署FTTH，一個很重要的原因就是：EPON技術(shù)和工程實施已經(jīng)基本發(fā)展成熟，與此同時工程技術(shù)的成熟又反過來大大推進了EPON產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。整個EPON產(chǎn)業(yè)化發(fā)展已形成良好循環(huán)，其產(chǎn)業(yè)規(guī)模正不斷迅速擴大。另外國內(nèi)外大量設(shè)備廠家涉足EPON領(lǐng)域不僅將進一步拉低EPON成本，而且還將進一步優(yōu)化EPON產(chǎn)品性能，從而讓EPON產(chǎn)品得到更加廣泛應(yīng)用。長此以往，EPON的雪球?qū)綕L越大。
3. EPON和GPON定位于不同市場
EPON、GPON孰優(yōu)孰劣一直是業(yè)界的爭論熱點。就技術(shù)本身而言，單純討論孰優(yōu)孰劣解決不了任何實際問題。從理論上分析．GPON相對于EPON具有較大的優(yōu)勢．但是，GP0N在功能上的優(yōu)勢很大程度是以技術(shù)和設(shè)備的復(fù)雜性為代價換來的，因此GPON設(shè)備成本較高。從目前業(yè)務(wù)類型看，如果是面向普通客戶的接人業(yè)務(wù)，簡單的上網(wǎng)業(yè)務(wù)仍是主流， EPON與GPON技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)成熟度、帶寬利用率、業(yè)務(wù)支持能力、安全性等方面的差別對于大多數(shù)家庭用戶使用來說并不十分明顯。對于普通用戶而言，GPON的優(yōu)勢無法充分體現(xiàn)。以最低的成本支持主要業(yè)務(wù)需求比完美但昂貴的方案更容易受到絕大多數(shù)家庭用戶的認(rèn)可，也就是因為這個原因，EPON在全球FTTH戰(zhàn)役里獲得了巨大成功。越來越多的運營商和最終用戶接受了EPON作為FTTH的最優(yōu)解決方案。但是從長遠(yuǎn)發(fā)展來看，傳輸效率更高、OAM能力和業(yè)務(wù)支持能力更強的GPON技術(shù)具有較好的發(fā)展前景，雖然目前價格高昂，技術(shù)不成熟難以進入廣大用戶家中，但仍不失為一種理想的高端寬帶接入技術(shù)。日后隨著GPON技術(shù)的逐漸成熟,對于價格不太敏感的但對技術(shù)有高要求的商業(yè)用戶將真正成為GPON的用戶群。
總的說來，我們不難看到當(dāng)前EPON技術(shù)不僅與GPON技術(shù)定位不同，而且相比較起來成本更低、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈更成熟，是當(dāng)前FTTH的最佳解決方案。
4. 烽火通信在FTTH領(lǐng)域的推進思路
4.1 十年積累，無可爭議的FTTH先行者
早在1995年，烽火通信（原武漢郵科院），就開始了對PON技術(shù)的研究和產(chǎn)品開發(fā)，推出了一系列的窄帶PON產(chǎn)品，揭開了國內(nèi)FTTH的序幕。
2000年啟動APON產(chǎn)品的開發(fā)，2002年推出APON產(chǎn)品（現(xiàn)已經(jīng)停產(chǎn)）。
2003年啟動EPON產(chǎn)品研發(fā)，2004年推出EPON產(chǎn)品。
2005年啟動GPON產(chǎn)品研發(fā)。
4.2 成熟的EPON產(chǎn)品針對FTTH應(yīng)用
2003年，烽火參與了863 EPON技術(shù)與產(chǎn)品的研發(fā)，從事EPON核心芯片及系統(tǒng)的研發(fā)，并與2003年底，順利通過國家驗收。在全面掌握了EPON核心技術(shù)后，烽火一鼓作氣于2004年初，開始商用EPON產(chǎn)品的研發(fā)和推廣。目前已推出全套EPON局端和用戶端設(shè)備AN5000系列，該系列產(chǎn)品在中國電信、中國網(wǎng)通以及各地電信運營商組織的多次選型測試和技術(shù)指標(biāo)測試中表現(xiàn)良好，在各試點工程運用中性能穩(wěn)定，深受客戶信賴。烽火通信在國內(nèi)還承建了武漢長飛公寓、四川綿陽電信、湖北網(wǎng)通南湖都市桃源小區(qū)、武漢電信紫菘小區(qū)、北京通信寬HOUSE、浦東信息大樓等眾多基于EPON技術(shù)的FTTH工程，不僅積累了豐富的工程應(yīng)用工程而且工程驗收結(jié)果多次優(yōu)良，受到了各大運營商和用戶的好評。
4.3 即將推出GPON產(chǎn)品滿足商業(yè)企業(yè)用戶需要
烽火通信同時致力于FTTH相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)、市場推廣。GPON雖然技術(shù)復(fù)雜不成熟，但我們在看到它當(dāng)前不足的同時也看到了它高性能的優(yōu)點以及未來的發(fā)展。在繼續(xù)研發(fā)生長EPON產(chǎn)品的同時，我們也開始了對GPON產(chǎn)品的研發(fā)。今年中旬即將推出樣品進行試用�？陀^看待EPON和GPON這兩種技術(shù)的優(yōu)缺點和當(dāng)前可行性是正確進行FTTH領(lǐng)域開拓的關(guān)鍵。我們認(rèn)為，EPON和GPON是2種互補的技術(shù)路線，分別對應(yīng)2種不同的應(yīng)用場合。EPON在推崇Any Thing Over IP的今天，更適合于“光纖到戶、三網(wǎng)合一”的應(yīng)用場合。更能方便、透明的與用戶家中的計算機、家庭網(wǎng)關(guān)、IPTV機頂盒等用戶設(shè)備連接。由于IP技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，也方便大幅度降低電信運營商的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。GPON由于對TDM業(yè)務(wù)的支持，更加適合于組為傳輸設(shè)備來使用。適合專線、中繼傳輸?shù)葢?yīng)用場合。為此，我們將同時提供EPON和GPON這2種系列產(chǎn)品供電信運營商選擇，滿足電信運營商各個方面的不同應(yīng)用需要。 我們還將根據(jù)運營商的要求進一步改進產(chǎn)品，使得我們的產(chǎn)品成為電信運營商完成“銅退光進”的宏偉計劃的得力手段。
5. 總結(jié)
總之，拋開各種現(xiàn)實情況單純討論和比較EPON和GPON技術(shù)的理想實現(xiàn)情況并沒有多大的現(xiàn)實意義。充分認(rèn)清EPON和GPON的技術(shù)定位，讓它們在以后的共同運用中各盡其能、互為補充、協(xié)調(diào)發(fā)展，發(fā)揮更大更好的市場效應(yīng)才是關(guān)鍵。在當(dāng)前EPON技術(shù)不斷發(fā)展，便捷地提供視頻、語音、數(shù)據(jù)乃至專線業(yè)務(wù)綜合接入的同時有力保障不同業(yè)務(wù)的QoS已不再是難事。EPON技術(shù)的成熟度和可行性，我們已經(jīng)勿庸置疑。當(dāng)然我們并不否認(rèn)EPON技術(shù)還有待進一步完善和提高。在EPON技術(shù)的完善期內(nèi)，業(yè)界個別公司的EPON產(chǎn)品有缺陷，存在一定質(zhì)量問題，這是不可避免的。但我們并不能因此而否定EPON技術(shù)以及EPON的整個產(chǎn)業(yè)鏈。而恰恰是EPON在國內(nèi)外市場百花齊放的事實向我們證實，EPON不僅受到了國內(nèi)外業(yè)界的全面認(rèn)可，更是當(dāng)前解決FTTH的最優(yōu)方案。
